Große Teile hochpräzise bearbeiten

Das Bergische Land ist ein traditionsreicher Industriestandort mit zahlreichen großen und mittelständischen Unternehmen in der Metallverarbeitung. Eines davon mit inzwischen über 60-jähriger Geschichte ist die Wasserfuhr Stahl GmbH, die sich über die Jahre hinweg einen Namen mit der maßgeschneiderten Herstellung von Schmiedestücken und Maschinenbauteilen gemacht hat. Für die hochpräzise und wirtschaftliche Bearbeitung von Großteilen wie Kurbel- und Messerwellen vertraut man bei Wasserfuhr auf Maschinen aus dem Hause Mazak.

Von den Anfängen bis heute – seit 2004 unter der gemeinsamen Inhaberschaft und Geschäftsleitung von Andreas Wasserfuhr– gilt für das Unternehmen die Prämisse, die bestmögliche Qualität für die Kunden zu fertigen und zu liefern. Zum Kundenkreis zählen mittelständische Unternehmen ebenso wie große Konzerne. Die Leistungen reichen von der Herstellung und Bearbeitung von Schmiedestücken, die Prototypenfertigung über Zerspanung in Lohnarbeit vor allem in Kleinserie bis hin zu Reparatur bzw. Instandsetzung von technischen Anlagen, Maschinen und Geräten.

Fünfzehn Mitarbeiter beschäftigt die Firma heute, allesamt Fachleute. „Anders würde das gar nicht gehen.“ sagt Geschäftsführer Andreas Wasserfuhr. „Wir fertigen hochkomplexe Bauteile für Kunden mit hohen Qualitätsanforderungen. Deshalb haben wir Mitarbeiter mit großem Know-how, die mit den Anforderungen umgehen können und arbeiten zudem im Team kontinuierlich an der Optimierung unserer Fertigung. Und natürlich bilden wir auch aus.“

Im Bereich Lohnfertigung rückte die Bearbeitung von großen und schweren Werkstücken wie Exzenter, Messerwellen für Stahlwerke und Kurbelwellen für Kompressoren sehr schnell immer mehr in den Fokus. Wellen, Walzen und Kurbelwellen bis Durchmesser 1.800 mm und Länge 10.000 mm waren Standard.

Vor allem die Fertigung von Kurbelwellen in größeren Abmessungen nahm eine so rasante Entwicklung, dass der Name Hückeswagener Kurbelwelle zum stehenden Begriff wurde. Die zu Beginn für diese Art der Bearbeitung eingesetzte Bettfräsmaschine geriet an ihre Grenzen.

Die Anschaffung der ersten Mazak Maschine folgte 2013 einem konkreten Kundenauftrag. Geschäftsführer Andreas Wasserfuhr erinnert sich: „Die Maschine Integrex e-670H II wurde genau auf diesen Kundenbedarf und die Bearbeitungsanforderungen abgestimmt. Die Maschinen von Mazak waren uns vor allem wegen der überragenden Steifigkeit des Gussbetts und der damit verbundenen großen Genauigkeit bei der Bearbeitung bekannt. Mit der Maschine bearbeiten wir heute Werkstücke mit Spitzenweiten von bis zu 4.000 mm mit einem maximalen Beladegewicht von 10.000 kg. Die Grenzen der Bearbeitungs-möglichkeiten liegen im Nanometer-Bereich, die Effektivität der Bearbeitung von großen Werkstücken hat sich überraschend deutlich gesteigert. Das ist natürlich ganz in unserem Sinn!“

Komplettbearbeitung von hochkomplexen Werkstücken in einer Aufspannung

Die Multifunktionsmaschine INTEGREX vereint die Bearbeitungen Drehen und Fräsen in einer Maschine. Die Fertigbearbeitung selbst hochkomplexer Werkstücke in einer Aufspannung ist auf diesen Maschinen problemlos möglich. Der große Y-Achsen-Verfahrweg und eine leistungsstarke Frässpindel ermöglichen große Bearbeitungsvielfalt und hochpräzise Bearbeitung. Die Maschine bewährt sich auch bei der Bearbeitung schwer zu zerspanender Werkstoffe. Die horizontalen Bearbeitungszentren der Baureihe Integrex e-H sind ideal geeignet für die Bearbeitung von Großteilen für Anwender aus der Öl- und Gasindustrie, der Luft- und Raumfahrttechnik oder dem Bereich erneuerbare Energien, Branchen, in denen unterschiedlichste Teile in kleinen Losgrößen gefertigt werden müssen, darunter große Ventile, Fahrwerkbauteile und Kurbelwellen.

Die Integrex e-670H II ist ausgelegt für die Bearbeitung von Teilen bis 12 t Gewicht und wurde u.a. konzipiert für die Multifunktionsbearbeitung langer Wellenteile bis 4.000 mm. Sie verfügt über einen max. Drehdurchmesser von 1.050 mm. Die e-670H II ist darüber hinaus auch ideal für besonders komplexe Bearbeitungsaufgaben. Sie kann beispielsweise bei Einsatz einer Bohrstange (120 × 1.500 mm) oder einer superlangen Bohrstange (200 × 2.000 mm) zum Aufbohren tiefer Bohrungen verwendet werden, ebenso aber auch für die Bearbeitung von außermittigen Dichtungs-Kontaktflächen und sonstigen komplexen Konturen. Die als Getriebespindel ausgeführte Hauptspindel hat ein Drehmoment von 13.700 Nm. Die Vorschubgeschwindigkeiten betragen 18 m/min an X- und Y-Achse und 24 m/min an der Z-Achse.

In der neuen Halle, die am Firmenstandort Hückeswagen gebaut wurde, steht inzwischen mit dem vertikalen Bearbeitungszentrum VTC-800/30SR bereits die zweite Mazak-Maschine. Die vertikalen Bearbeitungszentren von Mazak wurden für die 3-, 4- und 5-Achsen-Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücke aller erdenklichen Branchen entwickelt. Das vertikale Bearbeitungszentrum VTC-800/30SR mit Achsverfahrwegen von 3.000 mm, 800 mm und 720 mm in X/Y/Z ist ideal für die Bearbeitung langer Werkstücke. Der Schwenkkopf erweitert die Bewegungsmöglichkeiten der Maschine um die B-Achse, was für kürzere Rüstzeiten sorgt. Ein CNC-Rundtisch ermöglicht die 5-Achsen-Simultanbearbeitung komplexer Merkmale und Konturen und damit eine höhere Produktivität.

Option Siemens-Steuerung

Beide Maschinen sind mit einer CNC-Steuerung Siemens Sinumerik 840D sl ausgestattet. „Wir hatten keine Präferenz für diese Steuerung,“ sagt Andreas Wasserfuhr. „Die Maschine war kurzfristig verfügbar und die Siemens-Steuerung war allgemein als bedienerfreundlich bekannt. Wir mussten uns allerdings zuerst in das Zusammenspiel Maschine – Steuerung einarbeiten. Besonders unser Meister, (Vorname) Uhlenbrock hat sich hier sehr eingebracht. Die zweite Maschine war ebenfalls mit einer Siemens-Steuerung schneller verfügbar, so dass wir nicht lange überlegen mussten.“

Mazak kombiniert seit 2013 die Siemens-Steuerung mit der bewährten Mazak-Verarbeitungsqualität und kann damit mit seinen Maschinen und ihren Möglichkeiten in Europa einen größeren Markt ansprechen. Die verantwortlichen Ingenieure bei Mazak adaptierten die Steuerung in enger Zusammenarbeit mit Siemens. Ebenso wie Mazak-Steuerungen gelten auch Siemens-Steuerungen als CNC-Premiumklasse. Die SINUMERIK-Steuerungen decken das ganze Technologiespektrum im Drehen, Fräsen, Schleifen, Lasern, Zahnradbearbeitung etc. ab. Mit ihrem einfachen, flexiblen Bedienkonzept passt sich die SINUMERIK an die Bedienphilosophie moderner Premium-Maschinenkonzepte an. Mit der Siemens Steuerungs- und Antriebstechnik werden die Stärken der Mazak Maschinen nun ebenfalls voll ausgeschöpft und in optimaler Weise unterstützt.

Alleinstellungsmerkmal Großteilebearbeitung
Die Investition in die Integrex e-670H II hat sich für GW-Stahl gelohnt. Denn auf diesem High-Tech-Dreh- und Fräszentrum können Großkurbelwellen mit einem Meter Durchmesser, vier Metern Länge und bis zu drei Tonnen Gewicht vollautomatisch hergestellt werden. Mussten die Großkurbel- und Exzenterwellen bisher auf zwei bis drei verschiedenen Maschinen bearbeitet werden, erledigt das neue Fräs- und Drehzentrum diese Arbeiten in gleichbleibend hoher Qualität nun allein. Die Mazak Integrex tauscht bis zu 80 Werkzeuge automatisch nach Bedarf aus.

„Das ist die größte Maschine dieser Art hier in der Region“ sind sich die beiden Geschäftsführer einig. „Für uns ist das ein Alleinstellungsmerkmal und hebt uns von allen anderen Anbietern ab.“ Die Zeichen stehen für GW-Stahl weiterhin auf Wachstum, denn die Großkurbelwellen werden häufig in Kompressoren eingesetzt, die in Flüssiggastankern Verwendung finden. Diese sind unter anderem in der Energiegewinnung im Einsatz.